氢氧化镉 是一种无机化合物 ,化学式为Cd(OH)2 。它是一种离子化合物 ,为白色晶体。它在鎳鎘電池 中是一种关键性的化合物[ 3] 。氢氧化镉的碱性比氢氧化锌 强。[ 4]
制备
氢氧化镉可以通过热的氢氧化钠 溶液与热的硝酸镉 溶液反应得到:
Cd(NO3 )2 + 2 NaOH → Cd(OH)2 ↓ + 2 NaNO3
另一种制法是将氢氧化钾 固体加入至碘化镉 溶液中,产生的沉淀先加热至其溶解,再静置溶液使之逐渐冷却,析出氢氧化镉。[ 1]
氢氧化镉也可通过水热法 合成。如将20份的氢氧化钠 配成的溶液加入1份乙酸镉 配成的溶液中,再加入溶液等体积的乙二醇 ,搅拌半小时后,转移到水热反应釜中反应,在60℃的真空干燥箱中干燥4小时,得到产物。[ 5]
Cd(CH3 COO)2 + 2 NaOH → Cd(OH)2 ↓ + 2 CH3 COONa
用硝酸镉 溶液和5%KOH 溶液反应,硝酸钠 作为矿化剂 ,进行水热合成,可以得到六边形纳米盘Cd(OH)2 。[ 6]
较新的合成方法还有微波法,如在聚乙二醇 (PEG-10000)溶液中加入0.8mol·L-1 的硝酸镉,搅拌均匀后,再加入等体积的0.8mol·L-1 六次甲基四胺 (HMTA),继续搅拌,之后转移到瓷坩埚内,加盖,置于微波炉 中低温加热8min,冷却到室温后分别用一次水和多次乙醇洗涤,在60℃下干燥4h,得到Cd(OH)2 螺旋形纳米线,反应机理如下:[ 7]
(CH2 )6 N4 + 6 H2 O → 6 HCHO + 4 NH3
NH3 + H2 O → NH4 + + OH−
Cd2+ + 2 OH− → Cd(OH)2 ↓ + H2 O
反应产生的纳米线的直径与长度可以通过改变反应物的浓度来控制,而阴离子的种类对产物的形貌有较大影响。
此外,固相反应也能得到氢氧化镉。如将镉盐(Cd(CH3 COO)2 ·2H2 O、CdCl2 ·2.5H2 O、3CdSO4 ·8H2 O或CdCO3 ·4H2 O等)和PEG-400混合均匀,加入氢氧化钠固体,混合研磨半小时后放置5小时,用水与无水乙醇洗涤,在空气中自然干燥,可以得到具有晶形的产物。[ 8]
结构
氢氧化镉有α、β和γ三种形态的结构。其中β型为六方晶系,γ型为单斜晶系。
在固体氢氧化镉中,不存在OH…O氢键 。[ 4]
化学性质
氢氧化镉易吸收空气中的二氧化碳 ,产生碳酸镉 。当氢氧化镉加热至150℃时,它会分解,生成氧化镉 。[ 4] [ 9]
Cd(OH)2 + CO2 → CdCO3 + H2 O
Cd(OH)2 —Δ → CdO + H2 O
作为一种碱,氢氧化镉也能溶于酸:
Cd(OH)2 + 2 HCl → CdCl2 + 2 H2 O
Cd(OH)2 + 2 HI → CdI2 + 2 H2 O
Cd(OH)2 + 2 CH3 COOH → Cd(CH3 COO)2 + 2 H2 O
此外,它还能和氨水 、氰化钠 反应,产生配合物而溶解:[ 10]
Cd(OH)2 + 4 NH3 ·H2 O → [Cd(NH3 )4 ](OH)2 + 4 H2 O
Cd(OH)2 + 4 NaCN → Na2 [Cd(CN)4 ] + 2 NaOH
和氢氧化锌 不同的是,氢氧化镉仅微溶于氢氧化钠(5mol·L-1 )溶液,溶解度 为0.13g。在浓氢氧化钠 溶液中存在Na2 [Cd(OH)4 ]。[ 11]
用途
氢氧化镉在镍镉电池 中有应用[ 3] 。
化学化工上,它是制备其他镉化合物的原料之一。
安全性
接触皮肤、吸入或吞食有害。
对水生生物毒性很大,并且会造成长期的水体污染。[ 12]
参考资料
^ 1.0 1.1 《无机化合物制备手册》.朱文祥 主编.化学工业出版社. P382~383 . 【ⅩⅡ-21】氢氧化镉(cadmium hydroxide)
^ 2.0 2.1 Zumdahl, Steven S. Chemical Principles 6th Ed. . Houghton Mifflin Company. 2009: A21. ISBN 0-618-94690-X .
^ 3.0 3.1 Karl-Heinz Schulte-Schrepping, Magnus Piscator "Cadmium and Cadmium Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007 Wiley-VCH, Weinheim. doi :10.1002/14356007.a04_499 .
^ 4.0 4.1 4.2 《无机化学丛书》.第六卷 卤素 铜分族 锌分族. 科学出版社. 钟兴厚 吕云阳等主编. P581 . 1.氢氧化镉
^ 溶剂热法制备Cd(OH)2 和CdO纳米盘研究性实验[J]. 李锦等. 《物理实验》. Vol.32 No.1. Jan.,2012
^ 水热合成法制备六方形纳米盘Cd(OH)2 . 刘俊渤 等. 吉林大学学报(理学版). Vol.47 No.3. May.,2009
^ 微波法合成一维结构Cd(OH)2 螺旋形纳米线. 彭银 等. 高等学校化学学报. pp.7~10 Vo1.31 No.1. Jan.,2010
^ 室温固相化学反应法合成Cd(OH)2 纳米棒. 曹亚丽 等. 高等学校化学学报. pp.1601~1603. Vol.25 No.9. Sept.,2004
^ 《无机化学》(第二版)下册. 庞锡涛 主编. 高等教育出版社. 2-3 锌族元素的重要化合物. P365 . ISBN 978-7-04-005387-6
^ 《无机化学反应方程式手册》.曹忠良等主编. 湖南科学技术出版社. P218 . 【Cd(OH)2 】. 统一书号 13204·56
^ Chemistry of the Elements(Second Edition). N.N. GREENWOOD and A. EARNSHAW. 29.3 Compounds of Zinc, Cadmium and Mercury. pp.1209
^ 氢氧化镉产品说明书(Alfa Aesar) . [2020-09-12 ] . (原始内容存档 于2016-03-06).